Diferența cheie - temperatura de tranziție a sticlei față de temperatura de topire
Investigarea proprietăților termice ale elastomerilor este esențială pentru a decide aplicarea finală și parametrii procesului de fabricație. Proprietățile termice ale elastomerilor pot fi examinate folosind diferiți parametri de testare, cum ar fi temperaturile de tranziție, intervalul de temperatură util, capacitatea termică, conductivitatea termică, dependența de temperatură a proprietăților mecanice și coeficientul de dilatare termică liniară. Există două tipuri de parametri de temperatură care intră sub temperaturi de tranziție și anume, temperatura de tranziție a sticlei (T g) și temperatura de topire (T m). În industria polimerilor, aceste temperaturi sunt utilizate pentru identificarea materialelor și a parametrilor de calitate ai acestora. Temperatura de tranziție a polimerilor poate fi evaluată foarte precis utilizând instrumente avansate precum analizorul mecanic dinamic (DMA) și calorimetrul cu scanare diferențială (DSC). La temperatura de tranziție a sticlei, o schimbare reversibilă a fazei de la vâscoasă la sticloasă sau invers are loc în regiunile amorfe ale polimerului datorită unei schimbări de temperatură, în timp ce la temperatura de topire, regiunile cristaline sau semi-cristaline ale unui polimer se schimbă într-o faza amorfă solidă. Aceasta este diferența cheie între temperatura de tranziție a sticlei și temperatura de topire.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferența cheie
2. Ce este temperatura de tranziție a sticlei
3. Ce este temperatura de topire
4. Comparație side by side - Temperatura de tranziție a sticlei vs temperatura de topire în formă tabelară
5. Rezumat
Ce este temperatura de tranziție a sticlei?
Temperatura de tranziție a sticlei este temperatura la care o stare vâscoasă sau cauciucată a unui polimer amorf sau semi-cristalin se schimbă într-o stare fragilă, sticloasă. Aceasta este o tranziție reversibilă. Sub temperaturile de tranziție a sticlei, polimerii sunt duri și rigizi ca sticla. Peste temperatura de tranziție a sticlei, polimerii prezintă proprietăți vâscoase sau cauciucate cu rigiditate mai mică. Tranziția sticlă este o reacție de ordinul doi, deoarece există o modificare a derivatelor. Modificările polimerului de deasupra și de dedesubt apar din cauza mișcării moleculare datorate modificărilor de energie. Această temperatură este foarte influențată de structura moleculelor. Mai mult decât atât, depinde, de asemenea, de frecvența deformării ciclice, de efectul amestecării ingredientelor cum ar fi plastifianți, materiale de umplutură etc. și de rata de schimbare a temperaturii.
Figura 01: Densitatea la temperatură
Conform observațiilor experimentale, se constată că într-un polimer simetric, temperatura de tranziție a sticlei este jumătate din temperatura de topire, în timp ce într-un polimer nesimetric, temperatura de tranziție a sticlei este de 2/3 din valoarea sa de topire (în grade Kelvin). Cu toate acestea, aceste relații nu sunt universale și au abateri în mulți polimeri. Tranziția sticlă este importantă pentru a determina domeniul de lucru al polimerului, evaluând flexibilitatea și natura răspunsului la solicitări mecanice.
Ce este temperatura de topire?
Topirea este un alt parametru important al tranzițiilor termice în polimeri. De obicei, temperatura de topire este temperatura la care are loc o tranziție de fază; de exemplu, solid la lichid sau lichid la vapori.
Figura 02: Topirea
Cu toate acestea, în ceea ce privește polimerii, temperatura de topire este o temperatură la care are loc o tranziție de la o fază cristalină sau semi-cristalină la o fază solidă amorfă. Topirea este o reacție endotermă de prim ordin. Entalpia de topire a polimerului poate fi utilizată pentru a calcula gradul de cristalinitate, având în vedere că este cunoscută entalpia de topire a 100% din același polimer. Cunoașterea temperaturii de topire este, de asemenea, foarte importantă, deoarece oferă o idee despre domeniul de lucru al unui polimer.
Care este diferența dintre temperatura de tranziție a sticlei și temperatura de topire?
Difuzarea articolului din mijloc înainte de tabel
Temperatura de tranziție a sticlei față de temperatura de topire |
|
| Temperatura de tranziție a sticlei este temperatura la care o stare vâscoasă sau cauciucată a unui polimer amorf sau semi-cristalin se schimbă într-o stare fragilă, sticloasă. | Temperatura de tranziție a sticlei este temperatura la care o stare vâscoasă sau cauciucată a unui polimer amorf sau semi-cristalin se schimbă într-o stare fragilă, sticloasă. |
| Ordinea de reacție | |
| Tranziția sticlă este o reacție de ordinul doi. | Topirea este o reacție de prim ordin. |
| Deasupra T g sau T m | |
| Regiunile amorfe devin cauciucate, mai puțin rigide și nu fragile | Regiunile cristaline se transformă în regiuni amorfe solide. |
| Sub T g sau T m | |
| Regiunile amorfe devin sticloase, rigide și fragile. | Regiuni cristaline stabile |
| Relație (conform observațiilor experimentale) | |
| Tg = 1/2 Tm (pentru polimeri simetrici) | Tg = 2/3 Tm (pentru polimeri nesimetrici) |
Rezumat - Temperatura de tranziție a sticlei față de temperatura de topire
Atât temperaturile de tranziție a sticlei, cât și temperaturile de topire sunt proprietăți de tranziție termică foarte importante ale polimerilor. Peste temperatura de tranziție a sticlei, polimerii au proprietăți cauciucate, în timp ce, sub această temperatură, au proprietăți de sticlă. Tranziția vitroasă are loc în polimerii amorf. Topirea este schimbarea fazei de la cristalină la amorfă solidă. Temperatura de topire este importantă pentru a calcula gradul de cristalinitate. Ambele valori ale temperaturii sunt extrem de utile pentru a determina calitatea și domeniul de lucru al polimerilor.
Descărcați versiunea PDF a temperaturii de tranziție a sticlei față de temperatura de topire
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și o puteți folosi în scopuri offline, conform notei de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici Diferența dintre temperatura de tranziție a sticlei și temperatura de topire
